确保产品符合标准:亮度与色度计量学的重要性

话题:
作者:
Anne Corning

计量学,英文为 metrology (名词) 

    /məˈtrɑ.lə.dʒi/ (美音); /mɪˈtrɒl.ə.dʒi/ (英音);

1.    关于测量的科学研究

2.    一种重量和度量体系

 

测量领域的发展对于人类文明的发展至关重要。James Vincent在他的新书《超越测量:从腕尺到量子常数测量的隐藏历史》(Beyond Measure: The Hidden History of Measurement From Cubits to Quantum Constants)中探讨了这一大胆主张。他在书中阐明了测量如何发展成为“知识基础框架”,使我们能够进行分类和比较,并成为了一种具有“社会凝聚力和控制力”的强有力的工具。1

当人类对于衡量标准达成一致后,就能协调各项活动,针对广泛的公共标准达成一致,并确保公平和诚实。他写道:“从某种意义上而言,测量是一种契约,其将不同的团体联系在一起,并使其能够创建拥有共同期望和规则的区域。”2 

从早期的随意或不精确测量【例如,法国大革命爆发前,“pied du Roi(国王的脚)”是广泛采用的计量单位】,到如今的公制系统(其中,1米距离与一个常数——即光速——精确挂钩),人类社会和科学领域取得的几乎每项成就都依赖于测量。

metrology achievements

古埃及的金字塔(需要测量重量和尺寸)、全球航海(得益于经度和纬度的发展)以及将人类送上月球(需要精确计算速度和距离)。

亮度与色度测量

数百年来,人类一直致力于创建精确的测量系统,用于测量视觉现象——即人类视觉感知。我们的眼睛所感知的光线亮度(照度)和色彩(色度)已被明确定义和量化。我们现在可以使用 亮度测量单位描述光源,如灯具和显示屏,并使用色度测量单位评估光源的光谱特性(人眼感知为色彩的电磁光谱波长)。

辐射测量学是一种测量光源在整个电磁光谱范围内能量的系统,包括人眼可见的波长和超出人类视觉范围的波长,而亮度测量学是指从人眼感知的角度测量亮度的科学,色度测量学则运用相同的原理从人眼感知色彩的角度测量光线不同的波长。

1931年,国际照明委员会 (CIE) )定义了一种标准,用于科学量化色彩的物理特性,使我们能够准确地表征和再现这些色彩。色域是指显示器设备上可获取(可产生)的所有色彩集合(整个CIE色彩空间的子集)。2

CIE color space 1931

CIE 1931色彩空间图形表示,显示了人眼可见的所有色彩。黑色数字以纳米(波长)表示可见光谱,人眼在这些范围内感知的色彩以坐标点(x和y)表示。

亮度与色度测量设备

光学测量系统(如成像亮度计和色度计)采用的是符合CIE标准的滤光片和科学级图像传感器,并运用上述方法采集大量有用的数据,用于指导制造商们基于人本原则设计和评估现如今的许多设备。通过使用光学测量技术,制造商们可以在设计和生产中充分利用亮度与色度测量标准原则,从用户实际观看和体验的角度精确评估显示器、背光组件和光源的视觉质量。这向制造商们提供了实现产品质量目标的手段。

color filters tristimulus curve

瑞淀的ProMetric®成像色度计内置了三色刺激滤色轮(左)。这些滤色轮使测量系统能够根据代表人类对可见波长视觉反应的标准CIE色彩函数测量光线(右)。

通过使用亮度和色度测量设备,如光度计、光谱仪和瑞淀的ProMetric®成像亮度计和色度计,我们可以获得富有含义的数据,用于指导制造商们基于人本原则设计和评估现如今的许多照明和显示器设备。过去30多年来,瑞淀一直运用科学原理测量亮度和色度。我们与照明、消费类电子产品、显示器、汽车、航空航天等众多行业的领先公司合作,测量光源(如LED和汽车 前照灯)、显示器(如智能手机和电视机屏幕)、抬头显示(HUD)AR/VR 头戴设备;近红外光(NIR)激光器和LED发射器 以及非发光 表面(如玻璃和金属),利用光线的细微变化识别缺陷。

瑞淀的计量系统使制造商们能够从用户实际观看和体验的角度精确评估显示器、发光组件和光源的视觉质量。欢迎观看以下网络研讨会:色度计量:有关色度检测测量的科学级入门知识,了解更多有关亮度与色度测量原理以及如何应用这些原理评估产品。

 

Watch the webinar_colorimetry 2021

 

 

 

 

   

 

CITATIONS

  1. Vincent, J., Beyond Measure: The Hidden History of Measurement From Cubits to Quantum Constants, W.W. Norton & Company, 2022.
  2. Ibid.
  3. Carter, E., Schanda, J., et al. CIE 015:2018 Colorimetry, 4th Edition, 2018. doi: 10.25039/tr.015.2018
     
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